わらび餅の巡洋艦日記

おふねの戦術論と性能論についての記事です.

【未実装艦艇】十三号型巡洋戦艦の性能予想

本記事に記載される予想性能はゲーム内のものとは無関係です. 

1. 企画の経緯

 事の発端になったじーふぉーさんの日戦ツリー予想記事では, 日本巡洋戦艦ブランチのTier10にいわゆる十三号型ではなく, 46cm砲10門搭載の拡大案が採用されていました. 本人に十三号型を採用しなかった理由を聞いたところ, 十三号型はTier10ツリー艦艇として排水量(HP)が足りなかった, Amagi(Tier8)以降10門艦の流れを作りたかった, 以上の2点とのことでした. 

g4h4ck256.hatenablog.com

 自然な流れで「十三号型をいかにしてTier10に実装するか」という話になり, それなら2人で案を作って比較してみるのはどうかとこの企画が持ち上がりました. じーふぉーさんは和製Ohio, 私の案は和製ThundererとSlavaという構想が性能予想の出発点になっています.

 じーふぉーさんの案は下記の記事をご覧ください. 私の案の基本的な艦艇設計もこちらに倣います. 

g4h4ck256.hatenablog.com

2. 史実の計画経緯

 日露戦争後の日本海軍は「艦齢8年未満の戦艦8隻と巡洋戦艦8隻を主力とする」戦力構想を持っており, その最終計画にあたるのが十三号型巡洋戦艦, あるいは八号艦型です. 天城型の41cm10門から46cm8門へ主砲口径を拡大したうえ, 装甲防御の改善が予定されていました. 全4隻の建造が予定されていたものの, 1921年ワシントン海軍軍縮条約で全艦の建造中止が決定しました. 

3. 実装性能予想

 細かい思考過程は後ほど説明するとして, 性能予想を先に提示します.

 遠距離での引き撃ちに強い460mm砲搭載戦艦というのがメインコンセプトで, ほかに貧弱な耐久やAmagiに似た装甲配置, 消耗品「緊急エンジン出力」を特徴にしています. 高速かつ高精度の460mm砲は同格の戦艦や巡洋艦にとってかなりの脅威になるはずです. 

f:id:warabi99_wows:20211116201239p:plain

表 1. 十三号型の予想性能

4. 基本性能の決定

 未実装艦艇の性能予想では実装Tier, 継戦能力(HP), 速力, そして主砲弾道を真っ先に決めます. HPと速力は実際の艦艇の設計から決まるため性能調整でも動かしづらいこと, そして主砲弾道は艦艇の性格を決定づけることが理由です. 

4.1. 実装Tier

 46cm砲搭載艦艇なのでTier9または10が妥当ですが, この企画の経緯を踏まえてTier10で考えてみます. 

4.2. 継戦能力(HP)

 HPは満載排水量と密接な関係があり, 戦艦は以下の式に従います. ただし今回の十三号艦(以下, 本艦艇)は満載排水量のデータがなく, 常備排水量47,500 tという数値から満載排水量を推定する必要があります. 今回は類似の天城型 (常備41,200 t, 満載47,000 t) から, そのまま比例計算で54,200 tと決めました. HPは75,200になり, Tier10艦艇としては明らかに少ない印象です. 

4.3. 速力

 基本性能そのまま, 30 ktで決まりです. ただし, エンジンブーストなどの消耗品で間接的に変更することもできます. 

4.4. 主砲弾道

 砲弾重量はおおむね1,360kgで決まっていたようですが, 初速には850m/s, 820m/sという2種類の案があり, 今回は後者を採用しました. また, ゲーム内の弾道に影響する2種類のパラメーター, 抗力係数(drag coefficient)とKrupp値は日本戦艦のうちTierが近いYamatoとIzumoの設定値を参考にして, 抗力係数0.3, Krupp値2,574と決めました.

 ちなみに抗力係数が小さいほど砲弾は空気抵抗を受けづらくなるため, 着弾は速く, 貫通力も上昇します. また, Krupp値を上げると貫通力は上昇しますが, 弾道はまったく変わりません.

 下記のサイトで計算した弾道性能を以下に示します. 貫通力は457, 460mmクラスのなかでも比較的高く, 着弾時間もYamatoやShikishimaより速いのは当然として, Republiqueさえも凌ぐ高速弾です. 本艦艇を上回る高速弾を放つTier10戦艦はSlava, そして本実装が間近なSchlieffenのみに限られます.  

f:id:warabi99_wows:20211116201938p:plain

表 2. 代表的なTier10戦艦のAP性能

jcw780.github.io

初速の出典 (平賀デジタルアーカイブ)
820 m/s案, 850 m/s案

4.5. 砲弾ダメージ

 ついでに砲弾ダメージも推定しておきます. 大和より砲弾がやや軽いためHEダメージと火災率は低下します. APダメージも同様に低下しますが, 初速が大きいため低下量はHEに比べて僅かです.

 装填30秒と仮定した場合, 本艦艇の投射量は大和の12%減になり, 門数が減少したぶん火力も低下しています. 詳細な装填時間については, 主砲の他の性能を決めてから考えることにします. 

f:id:warabi99_wows:20211116202053p:plain

表 3. 砲弾ダメージ

 砲弾ダメージは巡洋艦のものを流用していますが, 適用範囲を超えた補外の計算になるためYamatoの砲弾データによって校正しています. いずれ戦艦と巡洋艦を包括した回帰式を計算するつもりなので, そのときに再計算するかもしれません. 

warabi99-wows.hatenablog.com

5. 防御・生存性の決定

 低HP, 高速46cm砲という基本的な方向性が見えてきました. 耐久性についてさらなる情報を得るため, 次は装甲防御について探ってみます.

 計画では概略として舷側12 inch (305 mm), 甲板4.5 inch (114 mm)とされていましたが, 類似の艦艇と比較しながら細部を詰めていきます. 天城型の正当後継なので, 船体内部の装甲配置の特徴は引き継がれると考えるのが自然です. ただしゲーム内のAmagiはWGによる近代化を受けた姿なので, 本艦艇でも計画そのままではなく同様の改修を想定する必要があります. 

f:id:warabi99_wows:20211116214944p:plain

図 1. 天城型および十三号型の装甲配置 (概略図)

5.1. 類似艦艇の装甲配置

 Amagiの旧初期船体にあたるAhitakaは天城就役当時(?)の姿を再現しているはずで, こちらの装甲配置をまず見てみます. 船体中央部の舷側には傾斜がほぼない主装甲254 mm, そして奥には30度外傾した重要区画スロープ70 mmがあります. 甲板は26(表面) + 95(中甲板) + 22/48(弾薬庫)となっていて, 史実でいう甲板3.75 inch (95 mm)というのは2番目の水平装甲を指すようです. 続いて末端部を見ると26 mmはTier相応の最低値ですが, 229 mmの水線部装甲が主装甲を引き継ぐように推進軸を守ります.

 Amagiの舷側装甲はバルジ32 mmが主装甲254 mmを広く覆い, 防郭スロープは95/102 mmに増厚されています. 中央部甲板は32 (表面) + 95(中甲板) + 70/114(防郭), そして艦尾水線部は254 mmです. 改装(?)では舷側主装甲と主甲板は変更されませんが, 船体内部のスロープや防郭甲板防御が改良されています. 特筆すべきは甲板で, 防郭まで合計197 mmにも及ぶ重防御を与えられています. 

5.2. 本艦艇の装甲配置

 本艦艇の舷側防御は32 (バルジ) + 305 (主装甲) + 70 (防郭スロープ, 外傾30度)とします. バルジについてはKiiが船体外部に装備していないため悩ましいところではありますが, 今回はAmagiの性格を引き継ぐことを優先しました.

 防郭は垂直換算451mm程度でTier10相応の防御はあるものの, 舷側305 mmの主装甲を貫通された時点で船体に貫通弾が侵入するため戦艦APに対する防御能力は低めです. 45°まで傾けてようやく舷側実質420 mm程度であり, これでも同格戦艦砲が刺さります. 装甲で受け止めるのではなく防御姿勢で跳弾を狙うのが合理的でしょう. 艦尾水線部まで装甲帯が伸びているのもAmagi同様の強みです.

 甲板は32 (表面) + 114 (中甲板, 舷側主装甲上縁と接続) + 70/114 (防郭, スロープから接続)とします. 舷側主装甲から侵入した砲弾は防郭甲板かスロープに必ず入射することになり, 防郭内部まで届く可能性を減らすことができます. また, 舷側上部からの貫通弾は中甲板114 mmに受け止められて, 防郭への侵入はほとんど不可能です. Ashitakaの場合, 舷側水線部から同様の軌道をたどった砲弾は極めて薄い防郭甲板22mm (機関部)を叩きます. 船体内部の細かい差異に見えますが, 防郭貫通のリスクは雲泥の差です.

 AP爆弾への耐性を決める甲板防御は合計216 mmまで増加していますが, これでも同格のAP爆弾を完全に防ぎ切ることはできません. 舷側主装甲よりも幅の広い甲板防御にこれほどの防御力を求めるのは酷な気もします.  

 次に表面装甲ですが, 今回はAmagiそのままに高Tier戦艦最低値の32 mmを適用します. 重巡および軽巡IFHEのHEが刺さるため, HE耐性は非常に低くなります. かつてIzumoが甲板32 mmから57 mmにbuffされたように, 今回は採用しませんが本艦艇の甲板を57 mmに増加させれば低HPを補う策のひとつになりうるとは思います. 

f:id:warabi99_wows:20211116202654p:plain

表 4. AP爆弾の貫通力 (出典: reddit)

5.3. 修理班(回復)

 生存性の直接的な強化はしない方針なので, 通常仕様の修理班を採用します. Azumaのように準備時間の短い修理班を搭載するアイデアも面白いと思います. 

5.4. 水雷防御

 天城と同水準に設定します. Kiiはバルジがないので水雷防御も低い値に留まっていますが, 本艦艇はAmagi同様に巨大なバルジを装着する予定です. 

6. 主砲性能の完成

 耐久という欠点を補うのではなく, 長所である主砲をさらに伸ばすような方向性を探ってみます. 主砲性能の空欄をすべて埋めます. 

6.1. 主砲精度

 主砲をなるべく強化するという方向性なので高精度散布界を検討するわけですが, 日戦には既に敷島散布というぴったりな実装例があります. 日戦通常よりも9%程度散布界が小さく, 精度はThundererなどのSpee散布界に近いものです. 日戦の垂直散布は特殊な仕様なので, 未だに日戦に実装例のないSpee散布界を採用する際には垂直散布を通常仕様にするか, それともやや劣る日戦仕様にするかという問題が発生します. 敷島散布はもちろん垂直日戦仕様なので, この問題を回避できます. 

 σ値は2.0, Shikishimaにやや劣りますが感覚の差はほとんどないでしょう. 

6.2. 主砲射角

 砲配置が似ている金剛から取ります. 前方30度, 後方33度はAmagi (前37, 後35)より優秀です. 

6.3. 主砲旋回速度

 口径同じく460mm砲ですが3連装砲を搭載したYamatoの砲旋回速度は2度/秒と非常に悪く, 小刻みな転舵で防御姿勢を整えるという本艦艇の巡洋戦艦的特性には合いません. Amagiより若干速く, Izumoと同じ値である4.5度/秒を採用します. Yamatoの3連装よりも軽い連装砲塔はそのぶん速く回ってくれるだろう, というのが言い訳です. 

6.4. 主砲射程

 50口径46cm砲を搭載する次世代の主力戦艦として, 長い管制射程を期待されていたはずです. IzumoとYamatoの中間, 24.15 kmとします. 弾速が優秀なので, この最大射程も有効に活用できそうです. 

6.5. 主砲性能の総合評価

 主砲の4性能といえば弾速, 精度, 投射量, そして跳弾無視ですが, そのうち高速, 高精度, 跳弾無視の三拍子揃った主砲はゲームバランスを破壊する可能性をも秘めていて調整はなかなか難しそうです.

 Thundererが凶悪とされたのも強力なHE弾に由来する姿勢無視のダメージによるもので, 弾速はむしろ遅い程度ですが高精度と疑似的な跳弾無視, そして高いHE投射量の3つが揃っています.

 Slavaがそれなりの評価に収まっているのは高速, (超)高精度と2つだけ揃っていて, 残りの2項目を欠いているためであると推測できます. 散布界は20 km地点で同格の3割減を凌ぐ数値という凄まじいものがありますが, 反対に投射量はTier10最低というひどいものになっています. 

f:id:warabi99_wows:20211116203051p:plain

表 5. Tier10戦艦の主砲性能

6.6. 装填時間(投射量)

 装填は30秒のまま決定します. 投射量不足の分は有り余る弾速と精度でカバーするので強化の必要はなさそうです. 

7. 機動性の決定

 速力は計画で既に決まっているので, 残りの旋回半径と転舵時間, そして速度を強化する消耗品について決めます. 

7.1. 転舵性能

 速力は計画どおり30 kt, 旋回半径はIzumoを参考にしながら旋回半径を若干長めにして910 m, 転舵時間は18.5秒と決めます. 高速のおかげでYamatoよりもかなり動きやすく, Tier10としては平均以上の機動性でしょう. Conqueror, Republiqueに近いです. 

7.2. 速度に関係する消耗品

 低HPを回復や装甲ではなく機動性で補うアイデアから, 消耗品「緊急エンジン出力」を採用します. エンジンブーストよりも効果時間は短いものの30%に達する速力上昇効果が特徴で, 戦場からすばやく離脱して得意の遠距離砲戦に持ち込むという活用方法を想定しています. ただし懸案事項は実装済みの採用例が欧駆のみに限られることで, 戦艦における前例はまったくありません. 

8. 補助兵装性能の決定

 残るは補助兵装, 副砲と対空砲について決めます. 魚雷は搭載しません. 

8.1. 副砲性能

 Amagiは14cm副砲16門に127mm対空砲16門, Kiiは14cm副砲8門に長10cm対空砲16門という構成です. Kiiはおそらく改装時に副砲を減らして対空砲を増設したという設定でしょう.

 本艦艇はKiiに準じる副兵装を採用し,  14cm副砲8門に長10cm対空砲16門です. 射程はTier9, 10通常の仕様ですが, 長10cm砲を中心とした副砲群はDPMが344kとなかなか頼りになりそうです. ただし, そもそも艦艇の耐久が低いので副砲特化との相性はあまりよくなさそうです. 

8.2. 対空砲性能

 長10cm砲は爆発数が非常に多く, 1門あたりDPSも非常に優秀です. 12.7cm連装高角砲を採用した場合, バブル数と長距離継続DPSがおおむね半減します. 以下に高Tier日本大型艦の長距離対空砲データを示します. 本艦艇では爆発数をYoshino, 1基あたり継続DPSは23.8として性能を決めました. 

f:id:warabi99_wows:20211116203415p:plain

表 6. 日本艦艇が搭載する長距離対空砲の性能

 次に機銃についてですが, 日本戦艦の中近距離対空には25mm機銃を中心にしたパターン, 40mm Boforsと25mm機銃の混成で構成されるパターンの2通りがあります. 後者はShikishimaとKiiに限られ, ともに長距離を担当する長10cm砲と組み合わされています.
 40mm Boforsと25mm機銃の違いとしては担当エリア(medium vs near), 対空射程(3.5 km vs 2.5 km), 1門あたりDPS(9.1 vs 3.0)というように, 圧倒的な性能差があります. ただし細かい話になりますが, 40mmを搭載する艦艇の25mm機銃の継続ダメージは若干低め(2.1 – 2.2)に設定されているようです. 

f:id:warabi99_wows:20211116203559p:plain

表 7. 40mm Bofors(日本)の性能

f:id:warabi99_wows:20211116203712p:plain

表 8. 日本艦艇の対空機銃性能

 今回はKiiではなくAmagiの対空性能を引き継ぐ意味で, 25mm機銃を中心に中近距離の対空を構成します. AmagiやIzumoを参考にしつつ, 25mm機銃108門を搭載することにしました. 門数あたりDPSは最大に近い3.01を採用します.

 結果として得られた対空砲のデータを, Tier10戦艦の一覧とともに以下に示します. 爆発ダメージはやや優秀ですが, 継続ダメージは中距離対空を欠いている影響で同格に劣ります. 

f:id:warabi99_wows:20211116204122p:plain

表 9. Tier10戦艦の対空性能

9. 隠蔽性の決定

 本艦艇は長距離砲戦をメインに戦うため, 隠蔽は最後に決めます. もし副砲など近接戦に強みを見出だす艦艇であれば, 副砲や主砲精度と同じ段階で決めてしまうのが分かりやすいと思います.

 高Tierの日本戦艦は素の被発見距離が17.19 – 18.00 kmの狭い範囲に収まり, 艦艇規模の影響はあまり受けないようです. 本艦艇の得意な交戦距離である遠距離では隠蔽距離がダメージ収支に直接影響するわけではありませんが, 不得意な中近距離砲戦を避けるにあたっては隠蔽距離が必要になります. Tier10に不相応なほど船体が小柄であることを考慮すれば多少は高隠蔽に寄せても怒られないはずで, Amagiより5%短い16.41 kmに設定してみます. 最短で12.90 km, 日戦のなかでは優秀な数値です.

 航空発見距離はどうやら船体規模の影響を受ける気配があるので, 11.49 km, 最短で9.03 kmというそれっぽい数値にしておきます.

 煙幕内発砲の発見距離は設定したところで意味がないので飛ばします. 

10. 艦名の決定

 いよいよ未実装艦性能予想の仕上げとして, 艦名の決定に移ります. 本艦艇は巡洋戦艦として建造されており, 前例を踏まえると艦名は山岳名から選ばれるはずです.

 今回はなるべく前例のある艦名から, 天城型と同じく頭文字は「あ」で揃えてみます.

浅間: 長野県と群馬県の境にある活火山. 艦名の前例は装甲巡.
朝日: 北アルプスの北部にある朝日岳から. 艦名の前例は戦艦だが, 日本国の雅名であり山岳名ではない.
赤石: 前例なし. 赤石山脈(南アルプス), またはその中心部に位置する赤石岳から. 
阿蘇: 熊本県の巨大カルデラを伴う活火山から. 前例は装甲巡. 雲龍型空母の艦名予定にも挙がっていた.

 ネームシップは浅間とします. 

出典・参考

 各種データは以下のウェブサイトを参考にしました. 

装甲配置

gamemodels3d.com

弾道

jcw780.github.io

対空砲性能

wowsft.com

艦艇性能 (HP, 副砲, 対空砲など)

wiki.wargaming.net

史実の艦艇性能

iiif.dl.itc.u-tokyo.ac.jp

謝辞

 以下の方々にご協力をいただきました. 敬称は省略します. 
じーふぉー(@G4H4CK256): 企画, 史実情報, 装甲配置, 記事の校正など. 
TTaro(@TTaro_): AP航空爆弾の貫通力. 
珊瑚(@Coralsea017): 艦艇名の選定.